• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

宇宙マイクロ波背景放射によるダークマター探索

計画研究

研究領域ダークマターの正体は何か?- 広大なディスカバリースペースの網羅的研究
研究課題/領域番号 20H05859
研究機関東京大学

研究代表者

小松 英一郎  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (00750316)

研究分担者 白石 希典  香川高等専門学校, 一般教育科(高松キャンパス), 講師 (00803446)
研究期間 (年度) 2020-11-19 – 2025-03-31
キーワード宇宙マイクロ波背景放射 / 偏光 / ダークマター / アクシオン / 複屈折効果
研究実績の概要

パリティ対称性を破るアクシオン場のようなダークマターが光子と相互作用を行うと、光子の偏光面は回転する(宇宙複屈折効果)。すると、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の偏光パターンは変化し、EモードとBモード偏光の相互相関(EB相関)が生じる。これは、パリティ対称性を保存する標準的な宇宙モデルでは得られないため、パリティ対称性を破るダークマター探査を可能にする。本年度で得られた大きな成果は、欧州宇宙機関(ESA)のCMB観測衛星Planckのデータを用いてEB相関を測定した結果、パリティ対称性の破れの兆候を99.2%の確からしさで観測したことである。この観測結果は、EB相関を用いたダークマター研究の新しい地平を切り開くものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画では、PlanckのデータのEB相関を用い、パリティ対称性の破れの大きさに対して上限値を得ることが目的であった。しかし、予想に反してパリティ対称性の破れの兆候が観測されたことから、当初の予想以上にこの分野の研究が大きく進展することとなった。

今後の研究の推進方策

今後の研究の柱となるのは、現在得られている99.2%の統計的有意性を高めることである。そのために、Planckの最新データや、WMAPなどの他の観測データを加えて解析することを今後の目標とする。また、得られたパリティ対称性の破れの信号を理論的に解釈する必要があり、こちらも精力的に研究する予定である。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Max-Planck-Institut fuer Astrophysik(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max-Planck-Institut fuer Astrophysik
  • [国際共同研究] University of Portsmouth(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Portsmouth
  • [国際共同研究] University of New South Wales(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of New South Wales
  • [国際共同研究] Instituto de Fisica Teorica UAM/CSIC(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Instituto de Fisica Teorica UAM/CSIC
  • [国際共同研究] ASIAA(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      ASIAA
  • [雑誌論文] CMB mode coupling with isotropic polarization rotation2021

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Toshiya
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 506 ページ: 1250~1257

    • DOI

      10.1093/mnras/stab1796

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum variance estimation of statistical anisotropy via galaxy survey2021

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Maresuke、Okumura Teppei、Akitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 039

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/03/039

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-correlations as a diagnostic tool for primordial gravitational waves2021

    • 著者名/発表者名
      Malhotra Ameek、Dimastrogiovanni Ema、Fasiello Matteo、Shiraishi Maresuke
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 088

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/03/088

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Wide-angle effects on galaxy ellipticity correlations2021

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Maresuke、Taruya Atsushi、Okumura Teppei、Akitsu Kazuyuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters

      巻: 503 ページ: L6~L10

    • DOI

      10.1093/mnrasl/slab009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Alcock-Paczynski effects on wide-angle galaxy statistics2021

    • 著者名/発表者名
      Shiraishi Maresuke、Akitsu Kazuyuki、Okumura Teppei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 ページ: 123534

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.123534

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improved sensitivity of interferometric gravitational-wave detectors to ultralight vector dark matter from the finite light-traveling time2021

    • 著者名/発表者名
      Morisaki Soichiro、Fujita Tomohiro、Michimura Yuta、Nakatsuka Hiromasa、Obata Ippei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 ページ: L051702

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.L051702

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Statistically-anisotropic tensor bispectrum from inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Takashi、Murai Kai、Obata Ippei、Yokoyama Shuichiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 047

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/03/047

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New Extraction of the Cosmic Birefringence from the Planck 2018 Polarization Data2020

    • 著者名/発表者名
      Minami Yuto、Komatsu Eiichiro
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 125 ページ: 181304

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.125.221301

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Prime Focus Spectrograph: Cosmology Program2021

    • 著者名/発表者名
      小松英一郎
    • 学会等名
      The 237th American Astronomical Society Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Delensing for Simons Observatory: New Methods to Improve Constraints on Inflation2021

    • 著者名/発表者名
      並河俊弥
    • 学会等名
      The 237th American Astronomical Society Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Hunting for Parity-violating Physics in Polarisation of the Cosmic Microwave Background2020

    • 著者名/発表者名
      小松英一郎
    • 学会等名
      NCTS Annual Theory Meeting 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光共振器を用いたアクシオン暗黒物質探査2020

    • 著者名/発表者名
      小幡一平
    • 学会等名
      第5回ドイツ物理学・応用物理学セミナー
  • [学会発表] Statistically-Anisotropic Tensor Bispectrum from Inflation2020

    • 著者名/発表者名
      小幡一平
    • 学会等名
      JGRG online workshop
    • 国際学会
  • [備考] 宇宙マイクロ波背景放射の偏光に「パリティ対称性」を破る新しい物理の兆候を観測

    • URL

      https://www.ipmu.jp/ja/20201124-CosmicBirefringence

  • [備考] A hint of new physics in polarized radiation

    • URL

      https://www.mpa-garching.mpg.de/896049/news20201123

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi